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额叶背外侧癫痫发作的运动症状特点——基于立体脑电图的分析

 

    作者:癫痫中心 郭强 张玮 胡湘蜀    时间:2016-08-15   编辑:lsw   点击次数:4862

【摘要】目的探讨起源于额叶背外侧癫痫发作的运动症状对应亚区分布特点。方法回顾性分析19例经立体脑电图证实发作起源于额叶背外侧并经外科切除治疗的局灶性癫痫患者临床资料。将患者发作症状中的运动成分分为基本运动(Elementary motor,EM, 包括强直、偏转、阵挛、肌阵挛等)与复杂运动(Complex motor,CM, 包括自动运动、过度运动等)两大类。在MRI大脑矢状位图像序列上建立Talairach坐标系,自VAC线与外侧裂交点起始斜向前上方建立一条与AC-PC线呈60º角的射线,把额叶分为前部和后部。然后将立体脑电图证实为致痫区(发作起始或早期扩散)的电极触点进行定位并分为三类:额前部、额后部和额中间型(跨界分布)致痫区。分析发作中的运动成分与发作起源前后分布位置的相关性。结果19例患者中致痫区定位额前部癫痫5例(26.3%),其中2例EM,1例CM,2例EM+CM;额中间型癫痫7例(36.8%),其中1例EM,无CM,6例EM+CM;额后部癫痫7例(36.8%),其中6例EM,无CM,1例EM+CM。相较于致痫区累及额前部者,额后部癫痫更多表现为单纯的基本运动(85.7%)而甚少出现复杂运动成分(P<0.05);相较于额前部和额后部癫痫,额中间型癫痫更多表现为EM+CM(85.7%)(P<0.05)。结论额叶背外侧癫痫发作的运动症状与致痫区定位有明显关联,额后部致痫区发作运动症状以基本运动成分为主,一旦致痫区向前累及,则症状往往会出现复杂运动成分;前后跨界分布的致痫区更易出现“组合运动症状”。在AC-PC坐标系建立“60º线”对额叶症状学定位可能有辅助价值。

【关键词】癫痫;额叶背外侧;发作症状学;立体脑电图;外科手术;多模态

额叶癫痫症状学十分复杂,往往误导致痫区的术前评估定位[1]。以往对额叶癫痫症状学的研究病例多数是基于切除局部额叶后无发作进而判定为额叶癫痫的[2,3]。然而,发作症状学是随癫痫放电动态的时间-空间演变的结果,它可以产生在发作起源处,还可以产生在致痫区邻近部位甚至远隔区域[4]。此外,尚不排除切除范围大于真实致痫区的可能,这就存在了较多不确定的因素。而立体脑电图(Stereoelectroencephalography,SEEG)技术却能够克服这些不足,更精确的三维探测癫痫网络的解剖-电-临床关联[5-7]。目前SEEG受到越来越多学者的关注,并将额叶癫痫发作症状学研究推向了新的高度[5,8-11]。额叶癫痫倾向于发作早期即出现运动症状[1,12],而运动症状也往往是额叶癫痫(尤其是额叶背外侧)最主要的症状。运动症状主要分为基本运动(强直、偏转、阵挛、肌阵挛等)与复杂运动(自动运动、过度运动等)。究竟额叶背外侧癫痫发作的运动成分有无解剖分布趋势?究竟此分布是随解剖“逐级过渡”还是存在一个症状学的“分水岭”?目前对此研究甚少。本文将回顾性分析经SEEG证实致痫区起源于额叶背外侧面的病例资料,探讨运动症状与致痫区解剖位置的关系。

资料与方法

1.资料来源

SEEG工作概述广东三九脑科医院2013年11月-2015年12月间共完成SEEG引导下高选择切除的药物难治性癫痫151例。所有患者均先经详细的无创评估(病史、症状学、视频脑电图、颅脑MRI、颅脑PET等)仍无法明确致痫区的位置及范围,或考虑致痫区位于重要功能区,需要行颅内电极进一步探测。然后依据术前工作假设在立体定向技术引导下置入SEEG电极并行长程颅内脑电监测。最后在SEEG明确癫痫发作起始和早期扩散区范围后给予高选择性切除。SEEG的详细工作流程和设备参数已在此前文献中有详细描述[6,13]。

2.入组标准

纳入所有通过SEEG证实致痫区位于额叶背外侧、且经切除后无发作的患者,排除累及额叶内侧、额叶底面或累及颞、岛等额叶以外脑叶者。

3.症状学评估与运动成分判定

所有患者发作症状学均经3名副高以上神经内外科医师反复阅读惯常发作视频脑电图后确认。发作若演变为全面性强直-阵挛发作(GTCS),则选取泛化为GTCS之前的节段进行分析。将发作症状组分归类[14,15],剔除先兆、情感反应、意识障碍、语言障碍及植物神经症状等成分,聚焦分析运动成分的表现及演变。将运动成分分为基本运动(Elementary Motor, EM,或又称简单运动Simple Motor;包括强直、阵挛、肌阵挛、强直-阵挛、偏转发作等)和复杂运动(Complex Motor,CM;包括自动运动、过度运动、发笑发作等)。据此将患者分为三类:EM,CM,和EM+CM(一次惯常发作中同时具有EM和CM成分)。

4.致痫区判定

由2名以上神经内科及电生理医师对发作期SEEG进行分析,判断属于发作起始或早期扩散的电极触点,判定为致痫区[16,17]。电极置入术后颅脑CT与置入术前颅脑MRI联合注册,融合在统一多模态影像上,即获得每一电极触点在脑内的精确位置[6,18]。

在患者颅脑MRI矢状位(层厚3mm,间距0)序列上,建立Talairach坐标系,在各层面显示出前联合-后联合连线(AC-PC)及垂直线(VAC、VPC)[19]见图1a。从VAC与外侧裂的交汇点开始,斜向前上60º作一条分割线(图1g)并正交投影到同侧脑每一层MRI影像上,同侧额叶由此被分割为前后两部分(图1a-h)。致痫区电极触点全部位于“60º线”之前者判定为“额前部癫痫”,全部位于“60º线”之后者为“额后部癫痫”,致痫区跨越“60º线”判定为“额中间型癫痫”。

图1“60º线”的建立原则a大脑正中矢状位,红色虚线示AC-PC坐标系;b 旁正中位,蓝色箭头示中央沟(下同);c-g 不同层面大脑矢状位;g 以VAC与外侧裂交汇点(黄色圆点)为起始,向前上作“60º线”(黄色虚线),并投影到其他矢状位层面,额叶由此被分割为额前部(红色区域)和额后部(蓝色区域);h MRI三维重建图。

Figure 1  Principle of the construction of the “60º line”

a. Midline of the sagittal view of the brain MRI. Red dash lines represent AC-PC Coordinate System.  b. In parasagittal view, the blue arrow indicates central sulcus.  c-g. Varieties of sagittal slices of the brain.  g. From the intersecting point of VAC and the Sylvian fissure (yellow dot), a line (yellow dash line) was drawn antero-superiorly, which made an angle of 60º with the AC-PC line. Project the “60º-line” to the other sagittal slices orthogonally, hence the frontal lobe could be divided into anterior (red area) and posterior portion (blue area).  h. 3D-reconstruction of theMRI.

5.  统计学方法

统计方法采用SPSS 20.0软件包分析。使用Fisher精确检验比较额前、额中、额后部癫痫在发作症状运动成分上的差异。p值<0.05为差异有统计学意义。

结果

1.一般结果

最终共有19例患者(12.6%)入组(排除1例SEEG定位在额叶背外侧但术后仍有频繁发作者),其中男15例,女4例;年龄3~29岁,平均(16.5±7.1)岁。病程0.9~25年,平均(9.9±7.0)年。4例(21.1%)患者MRI呈阴性。共置入电极208根,平均每例患者置入电极10.9根。有14例患者单侧置入电极(左11例,右3例),5例双侧置入。

2.解剖-电-临床关联分析

19例患者均顺利捕捉到3次以上惯常发作,并成功定位致痫区。其中运动症状成分为EM者9例,CM者1例,EM+CM者9例。致痫区定位额前部癫痫5例,其中2例EM,1例CM,1例EM+CM;额中间型癫痫7例,其中1例EM,无CM,6例EM+CM;额后部癫痫7例,其中6例EM,无CM,1例EM+CM。额后部癫痫相较于额前部和额中间型癫痫,更多表现为单纯的基本运动而甚少出现复杂运动成分(P=0.017,Fisher精确检验,单侧);额中间型癫痫相较于额前部和额后部癫痫,更易出现“组合运动症状”(即EM+CM,P=0.020,Fisher精确检验,双侧);见图2。

3.手术切除

19例患者全部完成SEEG引导下致痫区高选择切除(左侧13例,右侧6例)。全部患者无永久神经功能障碍,短暂性偏瘫者3例(全部属于后部组),短暂性运动性失语1例,均在出院前恢复。随访6~31个月,平均15.5个月,患者全部获Engel Ⅰ级。

图2患者23岁男,癫痫19年,额后部癫痫的电-临床特征  aMRI见中央前沟中部FCD。绿色箭头示中央沟,黄色箭头示中央前沟,黄色三角形示病灶(脑沟异常,皮层增厚,信号增高);b SEEG电极置入术后CT与术前MRI融合三维重建图; c 发作期SEEG 显示: ①运动前区(F、L、T)电极触点最先出现同步性、节律性、高幅间歇期放电并叠加低波幅快节律,此时患者仍处睡眠期;②23s后患者睁眼(临床发作起始);③32后s出现双侧不对称强直(BATS);④BATS持续;d 上述电极触点均位于“60º线”后方,因此考虑致痫区于额后部。e 术后MRI复查。手术切除后患者肌力正常,出现短暂部分性运动性失语,1周后完全恢复。术后随访13个月无发作。

讨论

额叶是人类体积最大的脑叶,自身包含多个功能亚区,同时与额叶以外其他脑结构有着广泛的联系,因此额叶癫痫症状学极其复杂,除运动症状以外,往往合并有意识改变、言语障碍、情感反应、植物神经症状等[1]。本研究将入组患者范围限制于经SEEG证实的额叶背外侧癫痫,排除了扣带回、辅助运动区、眶额皮层等干扰,剔除运动症状以外的其他症状成分,便于研究。

大体解剖上,额叶分为3个区域:额叶背外侧、额叶内侧和额叶底面。额叶背外侧从后向前分为中央前区、运动前区和额前区。其中中央前区对应的是Brodmann4区,这是最初级的原始运动皮层[20]。运动前区功能上分为第二运动区、额眼区和Broca区,其中第二运动区对应着6区,司职运动准备与运动习得[21];额眼区为8区,刺激后主要产生眼球向对侧快速扫视;Broca区则由44、45区代表,在优势半球司职语言的产生。位于前方的额前区由Brodmann9区、10区和46区构成,主要司职工作记忆、情感呈递和决策控制等高级脑功能[22]。从细胞构筑角度,Brodmann各区并无明显的分割界限,而是由移行带逐渐过渡[23]。随之亦然,从功能解剖角度,额叶从前往后也是逐级控制(Hierarchical):越往后,其功能越具体、越初级;越往前,其功能越抽象、越高级[24]。而从临床角度,额叶癫痫发作症状学似乎也是如此:Bonini等[5]研究显示,额叶癫痫发作症状学解剖分布也是沿前后轴呈现“渐变”式的过渡,是一个连续整体而非各自独立的隔间。致痫区越靠前,则症状越自然、越协调、越“浑然一体”、越富有意义;而越靠后,则越不自然、不协调、孤立、刻板。这与其功能解剖上的逐级控制相符合。

然而,癫痫的症状学尽管复杂多变,但远没有人类日常行为表现丰富多样。这是因为癫痫本质是一片区域的神经元病理性、同步化的过度放电,而非正常生理状态的功能激活。很简单的例证是背外侧面Brodmann6区,在生理状态下司职着准备、控制各式各样的初级运动行为[20],但在癫痫放电状态,很多时候却几乎大同小异的表现为对侧肢体强直或偏转[1]。因此,尽管额叶背外侧在功能上逐级渐变,但在发作症状上,完全有可能呈现相对固定的形式。临床中对症状学的定位应可利用此点。

本研究将运动症状仅归划为基本运动和复杂运动两大类,可见额后部致痫区发作运动症状以基本运动成分为主,一旦致痫区向额前部累及(即有致痫区电极位于“60º线”之前者),则症状往往会出现复杂运动成分。这与Bonini的研究结果相符,而在实用性上较其更易于指导临床实践。此外,本研究发现前后跨界分布的致痫区(即额叶中间型癫痫,相当于Bonini研究中的“第2组额叶癫痫”),更易出现在一次发作中存在两种运动成分的“组合症状”,这可能与其“跨界”的属性有关。

还应注意到,额前部癫痫中有多数含有基本运动的成分,本组甚至有2例额极癫痫患者仅表现为基本运动而不见复杂运动成分,这与Bonini的理论明显相悖。该现象应该考虑痫性放电早期迅速传导至额后部所致。相反,额后部癫痫并未见单纯以复杂运动为表现的发作。这可能映证了,额叶癫痫发作症状学沿前后径逐级控制可能是存在明确方向性的,从前往后传导要比从后往前传导更容易[24]。遗憾的是,由于额前部癫痫远离重要功能区,本组纳入研究的电极置入的病例数相对较少,尚无统计学意义。

本研究中的“60º线”是基于Talairach坐标框架而人为建立的[19],对应于图谱中的细胞构筑,“60º线”近似位于Brodmann6区与8区交界带,也相当于运动前区与额前区的交界[19,23]。依此线划分额叶能发现症状上的明显统计学差异。但应清楚认识,在真实个体中,“60º线”很可能并不精确,也许是附近其他角度,甚至此“分水岭”极可能并非直线。但是从实用角度,“60º线”的建立简便易行,通过大脑矢状位可以迅速判定,这在临床额叶癫痫术前评估中有重要辅助作用。例如,当“60º线”以后的疑似致痫区表现出复杂运动成分的发作时,应警惕是否有额前部致痫区遗漏,是否需要颅内电极进一步探测。

额叶背外侧癫痫依致痫区分布位置的前后,其运动症状成分也随之逐渐不同。本研究映证了“细胞构筑-生理功能-脑电表现-临床症状”的大体一致性,但在部分痫性放电早期迅速传导的患者存在例外,需要个体化分析。随着更多SEEG病例的积累,应能获得更有意义的发现。


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